烤箱设计

加热主要导致水分蒸发（干燥），并引发一系列化学反应和烘焙产品的物理变化。为了生产和转移热量，烤箱需要一个或多种能源组合，这些是：

• 电
• 燃料（天然气，液化石油气）
• 蒸汽（在锅炉中产生）

一个烤箱预计将以最佳速度和最高效率水平实现加热。这对于最大限度地减少能量浪费并以最大容量运行至关重要。

它是如何工作的？

烤箱是烘焙厂中最关键的单位操作，并负责限制其容量。因此，需要适当的烤箱设计，以成功满足现在和未来的需求。

在不完成产品开发阶段并理解要烘焙的产品的要求，不得适当设计烤箱。组成，产品质量特征，输入/输出流的物理性质和烘焙规格的标准很少应该建立。

烤箱设计阶段^1,2

• 质量和能量余额：确定流速（单位或每批或分钟的单位/磅）和输入和输出流的组成
• 烘焙过程建模：实验室规模的实验和数学和经验表达式的使用（例如相关的过程变量）来描述所需的烘焙过程
• 流程模拟：在建模期间使用软件和工程数据来测量和评估烘焙过程的实际性能

选择过程中可以有效监测的变量（烘烤温度，输送机速度，烘烤时间，热通量，空气湿度和流速），并分配值：

• 设备尺寸：根据工艺规格计算设备的尺寸和特性
• 设备评级：定量和选择操作条件的过程规格和设备尺寸和特征
• 设备费用

应用

烤箱设计的相关注意事项：^3,4,5.

• 单位重量的面团碎片/成品待加工
• 产品尺寸（宽度，厚度和长度）
• 所需的容量/吞吐量（根据当前需求）加上长期业务增长（单位/批次或单位/分钟）
• 以给定的生产率烘烤产品所需的表面积
• 操作模式：批量或连续模式
• 选择热传递机构（辐射，对流和传导）的适当组合，以获得正确的烘焙轮廓并允许最大热交换效率
• 产生某些热通量所需的总能量以烘烤全批产品（KWH），根据总烘烤时间，热表面，传热机制和设备内的热损失
• 烘烤产品所需的热量（BTU / HR·FT2或W / M2）
• 卫生设计

要设计烤箱，需要集成并携带一些工程方面，包括：

• 电气元件（例如电机）
• 机械部件（例如，输送机，齿轮，传动带，链条，鼓风机，空气冲击或热气喷射系统，提取系统）
• 热部件（例如，热交换器，蒸汽发生，蒸汽阻尼器，带燃烧器，绝缘材料，以最小化热输血）
• 冷凝水收集系统
• 电子和自动化系统
• 仪表和控制设备
• 燃料供应和辅助系统
• 结构和施工部件（例如，设备墙壁，支撑，罩）
• 爆炸救济系统
• 热回收系统（使用废热和水蒸气）

热剖面在设计烤箱并测试其性能时是一个非常有用的工具。了解设备提供的总辐射和对流热有助于工程师改善能量转移漏洞和设备内部的区域内产生非常高/非常低的热量通量。

参考

1. Maroulis，Z.B.和Saravacos，G.D。“食品流程设计的原则”。食品流程设计，Marcel Dekker，Inc.，2003，PP。37-87。
2. Rahman，M.S.和Ahmed，J。“食品流程设计：概述。”食品工艺设计手册，Blackwell Publishing Ltd.，2012，PP。18-23。
3. Pullis，E。“烘焙过程设计。”食品工艺设计手册，Blackwell Publishing Ltd.，2012，PP。743-765。
4. 戴维森，I。“烤箱设计。”饼干烘焙技术：处理和工程手册，第2版，学术出版社，elsevier Inc.，2016，PP。73-91。
5. 戴维森，I。“烤箱建筑：直接燃气烤箱。”饼干烘焙技术：加工和工程手册，第2版，学术出版社，elsevier Inc.，2016，PP。113-136。